FPGA笔试题解析（一）

1、简述ASIC设计流程，并列举出各部分用到的工具？

说实话，半路出家，没弄过ASIC，但是经常遇到ASIC与FPGA开发做比较的题目，不得不主动了解下ASIC：

ASIC全称： Application Specific Integrated Circuit，是一种为专门目的而设计的集成电路。

现代ASIC常包含整个32-bit处理器,类似ROM、RAM、EEPROM、Flash的存储单元和其他模块. 这样的ASIC常被称为SoC(片上系统)。

FPGA是ASIC的近亲，一般通过原理图、VHDL对数字系统建模，运用EDA软件仿真、综合，生成基于一些标准库的网络表，配置到芯片即可使用。它与ASIC的区别是用户不需要介入芯片的布局布线和工艺问题，而且可以随时改变其逻辑功能，使用灵活。

以上是百度的内容，下面给出设计流程：

除了细微地差别，看起来和FPGA的设计流程差不多，这样就比较好联想记忆了。

下面给出详细说明：

ASIC开发基本流程

芯片架构，考虑芯片定义、工艺、封装

RTL设计，使用Verilog、System Verilog、VHDL进行描述

功能仿真，理想情况下的仿真

验证，UVM验证方法学、FPGA原型验证

综合，逻辑综合，将描述的RTL代码映射到基本逻辑单元门、触发器上

DFT技术，插入扫描链

等价性检查，使用形式验证技术

STA，静态时序分析

布局规划，保证没有太多的内部交互，避免布线上的拥堵和困扰

时钟树综合，均匀地分配时钟，减少设计中不同部分间的时钟偏移

DRC，设计规则检查

LVS，布线图和原理图进行比较

生成GDSII

这整个流程称为RTL2GDSII，利用GDSII来生产芯片的过程称作流片（Tapeout），以上是一个Fabless公司的简易设计流程，最后将GDSII送至Foundry生产芯片。

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2、简述FPGA的开发流程？

FPGA的开发流程可以从FPGA的开发工具ISE或者Vivado上看出，例如ISE：

如VIvado：

大概是如下流程：

从ISE以及Vivado开发工具上可以看出的过程有：RTL代码的编写，可以使用原理图、Verilog HDL以及VHDL来开发，之后可以进行功能仿真，验证设计是否正确，是否符合逻辑，之后就可以进行综合，将RTL代码映射到基本逻辑门单元，触发器上。之后进行实现，实现包括三个步骤：

翻译，映射以及布局布线。

这三者完成了什么工作，见：https://blog.csdn.net/Reborn_Lee/article/details/81434974

这是在ISE中有的套路，在Vivado开发工具中可没这么复杂，vivado生成的网表格式是一致的，没有ISE那么多，那么杂。

最后生成bit流文件，烧写进FPGA即可。

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3、名词解释：

ROM：Read Only Memory，只读存储器，手机、计算机等设备的存储器，但现在的所说的ROM不只是Read Only了，也是可以写入的。

RAM：Random Access Memory，随机存取存储器，手机、计算机的运行内存。

SRAM：Static Random-Access Memory，静态随机存取存储器，只要供电数据就会保持，但断电数据就会消失，也被称为Volatile Memory

DRAM：Dynamic Random Access Memory，动态随机存储器，主要原理是利用电容存储电荷的多少来代表一个bit是0还是1，由于晶体管的漏电电流现象，电容会放电，所以要周期性的给电容充电，叫刷新。SRAM不需要刷新也会保持数据丢失，但是两者断电后数据都会消失，称为Volatile Memory

SDRAM：Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器，同步写入和读出数据的DRAM。

EEPROM：Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，电可擦除可编程只读存储器，

DDR：Double Data Synchronous Dynamic Random Access Memory，双倍速率同步动态随机存储器，双倍速率传输的SDRAM，在时钟的上升沿和下降沿都可以进行数据传输。我们电脑的内存条都是DDR芯片。

FLASH： Flash Memory，闪存，非易失性固态存储，如制成内存卡或U盘。

关于这部分，我以前也有总结过：

RAM

ROM

IP核

参考链接：http://ninghechuan.com/2019/02/22/%E4%BD%A0%E8%A6%81%E7%9A%84FPGA&%E6%95%B0%E5%AD%97%E5%89%8D%E7%AB%AF%E7%AC%94%E9%9D%A2%E8%AF%95%E9%A2%98%E9%83%BD%E5%9C%A8%E8%BF%99%E5%84%BF%E4%BA%86/